沁水盆地南部煤层气储层压裂过程数值模拟研究

储层改造是煤层气井提高产能的重要措施,水力压裂是煤层气储层改造的重要方法.为研究煤层气储层压裂过程及其天然裂缝对煤储层压裂时破裂压力的影响,本文以山西沁水盆地南部高煤级煤矿区为研究区,运用有限元数值模拟方法,计算不同地应力条件下、裂缝处于不同位置时煤储层的破裂压力.结果表明:(1)不同类型地应力场对破裂压力的影响不同.对于均匀应力场,破裂压力随着围压的增大而增大,其增幅约为围压的两倍;对于非均匀应力场,当一个水平主应力不变时,破裂压力会随着水平主应力差的增加而减少;(2)如果地应力条件不变,煤储层破裂压力随着天然裂缝与最大水平主应力方向夹角的增加而增加,水平主应力差越大煤储层破裂压力增幅也越大;(3)在有天然裂隙的地层中进行压裂,当天然裂缝的方位不同时压裂裂缝既可能是沿着天然裂缝扩展的裂缝,也可能是压裂过程中产生的新裂缝,因此天然裂缝的方位对破裂压力具有一定的影响.     

季风期前后西藏纳木错湖水及入湖河流水化学特征变化

2011年季风期前和季风期后,分别对纳木错湖中两个站点的湖水和周边16条入湖河流进行水样采集,水化学分析结果表明:湖水中各离子含量在季风期后都比季风期前有明显的增加,其中Mg2+在两个站点分别增加46.84%和46.95%,Ca2+分别增加67.02%和75.11%,HCO3-分别增加27.61%和25.02%。河水中大部分离子含量也都表现为季风期后的增加,而F-、Cl-和NO3-则表现为降低趋势。离子含量的动态变化主要受流域内风化作用影响,即风化产物是造成大部分离子含量升高的主要来源,而蒸发作用对湖水离子含量的升高也起一定作用。     

浅埋偏压隧道出口变形机理及稳定性分析

以皖南某公路浅埋偏压隧道出口段高边坡为研究对象,提出了零开挖进洞的施工方案,并结合洞口的工程地质条件,采取必要的加固措施。通过对该边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡的变形首先以隧道内侧存在的软弱岩体(挤压错动带、断层)的不均匀压缩为先导,进而引起上部岩体产生由NE向陡缓结构面构成的阶梯状滑动,这将会使隧道构筑物及隧道外壁承受较大的压应力,当压应力超过隧道构筑物及外壁的极限强度时将产生破坏,从而诱发上部岩体产生更大规模的地质灾害。基于此,隧道进洞开挖前首先应对上部岩体进行加固处理,避免隧道构筑物及隧道外壁产生应力集中现象。     

中学生地理空间思维能力提高的影响因素——基于甘肃省白银市第一中学高一学生的实证研究

地理空间思维能力是人类认识地理环境的基本能力,也是学生的地理核心素养,其影响因素及作用机制是当前迫切需要解决的基础理论问题。本文初步假设一般智力水平、生活环境特征、地理学习兴趣、地图使用习惯、地理问题关注习惯、方向敏感程度、地理专业知识等7个因素为地理空间思维能力提高的影响因素。通过样本测试取得甘肃省白银市第一中学高一年级126个学生样本的地理空间思维能力及其假设的7个影响因素数据。借助SPSS 23.0软件,运用相关分析、独立样本T检验、单因素和多元线性回归分析等方法,证实一般智力水平、地理专业知识、地图使用习惯是学生地理空间思维能力提高的必要条件,地理学习兴趣是其重要条件,上述4个因素为地理空间思维能力提高的影响因素,其作用强度从大到小依次为：一般智力水平>地理专业知识>地图使用习惯>地理学习兴趣。其中一般智力水平和地理专业知识对地理空间思维能力有较强的预测作用。此外,还发现无论地理空间思维能力还是7个假设的影响因素,均未发现有显著的男女性别差异,说明上述规律具有性别普适性。     

吉黑东部金矿床类型及其找矿方向

吉黑东部是我国重要的产金地区之一。目前已探明金矿产地六十余处,其中大型金矿产地十余处,中型二十余处,矿（化）点几百处。近年来,在老矿山深部、外围和新区、新层系中陆续有新发现、新认识、新进展,源潜力较大,将成为全国又一重要黄金基地。 吉黑东部金矿资源丰富,但矿化类型较复杂,矿化类型的划分资料较少,分类方案?不尽不同,给找矿评价工作带来很多困难。本文根据区内金矿成矿条件及成矿特征,划分了金矿床类型,指出找矿放方向,以利于指导找矿评价工作。     

热带大气季节内振荡对西南地区东部夏季降水的影响及其可能机制

利用1979~2013年6~8月的西南地区东部20个台站日降水量资料、逐日MJO(Madden-Julian Oscillation)指数、全球OLR(Outgoing Longwave Radiation)逐日格点资料以及NCEP/NCAR再分析日资料,采用合成分析和线性回归等方法,对夏季MJO不同位相活动影响西南地区东部夏季降水的原因及其可能机制进行了初步分析。研究表明,MJO与西南地区东部夏季降水之间存在着显著的关系,当MJO处于第4(第6)位相时,由于西太平洋副高位置偏南(偏北)、向西南地区东部的水汽输送偏多(偏少),在异常上升(下沉)气流影响下,西南地区东部夏季降水偏多(偏少)。MJO影响西南地区东部夏季降水的可能原因是:当MJO处于第4位相时,赤道东印度洋地区上空大气释放凝结潜热,其激发东北向传播的异常波动,进而影响东亚环流,使得西南地区东部出现夏季降水偏多的环流形势,西南地区东部夏季降水增多;但在第6位相时,西太平洋地区上空对流释放的凝结潜热,其激发PJ(太平洋-日本)型Rossby波列,出现不利于西南地区东部夏季降水的环流形势,西南地区东部夏季降水偏少。     

IPCC AR6粮食系统的影响与适应的新认知和新趋势

解读政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)粮食系统的影响与适应,对科学认识国际气候变化对农业影响学科前沿动态具有重要意义。最新发布的IPCC AR6在深化阐述粮食生产能力、种植布局、病虫害影响的基础上,高度确信人类活动导致的气候变暖对粮食系统产生了负面影响,论述了粮食运输及消费中的气候风险,解析了粮食生产-存储-运输-消费的全链条气候变化影响,延展了影响评估归因内容并丰富了农业环境影响等相关科学认识。对于粮食系统的适应能力,强调适应及减缓协同发展的气候恢复力发展路径,适应评估从适应能力、适应方式等理论逐步转向适应实施行动和成效评估,并注重适应行动的区域特异性和有效性。本次评估强调了气候变化对作物影响的检测和归因、关注了气候和农业环境变化复合影响、倡导基于生态系统的适应方案和技术,评估了现有适应技术的可行性和成效。报告内容对中国强化农业影响评估能力及把握国际学科动态具有参考价值。     

韩城地区中深层钻井取热供暖关键技术

地热井钻取优质的地热水是采灌型地热能供暖系统的前提条件,是影响整个水热型地热能项目经济效益的最敏感因素,而钻井关键技术对地热井的成井质量具有重要意义,对地区地热产业的发展有着举足轻重的作用。根据韩城地区地热资源赋存的地质特征及开发过程中遇到的难点,在理论分析和试验研究的基础上,研究了韩城地区地热钻井施工的关键技术问题,提出韩城地区地热钻井取热供暖五大关键技术问题：防塌高效钻井技术,地热井止水工艺,酸化增产增灌处理措施,原位采灌工程优化布置,梯级换热与回灌技术。通过对生产过程中遇到的技术难题进行理论分析,提出解决问题的关键技术,对五大关键技术进行了逐一阐述。这些关键技术对于韩城地区开发利用中深层地热资源具有重要的科学与工程意义,也可为其它地区提供借鉴。     

准噶尔盆地基底构造

我们已完成了穿越准噶尔盆地及其周边地区的I-I、II-II、III-III、IV-IV和额敏—哈密剖面5条综合地球物理剖面。通过综合研究,初步了解准噶尔盆地及邻近地区的地球动力学问题:准噶尔盆地基底由北部的乌伦古地体和南部的玛纳斯地体组成。两者的分界为西西北方向的滴水泉—三个泉缝合线。其西部与北东向Dalbutte缝合带相连,东部与北西向的Cranamary缝合带相连。准噶尔盆地北部的乌伦古地体基底为双层构造,上层为泥盆系和下石炭统组成的褶皱基底,大致表现为北厚(3~5 km)、南薄(1~2 km)。缝合线以南的玛纳斯地体为单层基底,即新元古代结晶基底。准噶尔盆地地壳厚度为44~52 km,北薄南厚。周边山区地壳厚度高于盆地地区。盆地及邻近地区地壳分为上、中、下层,并且中地壳一般较薄。盆地地区的地壳存在多条深断裂。南北方向发育了6条主要深断裂,分别为红车、德伦山、石溪、呼图壁、彩南和阜康。这些断层倾角较大,向上延伸至上地壳下部,向下切入地壳基底界面。壳内水平构造和构造面无明显垂向断层,似有“开放断层”特征。这些断层是上地幔物质挤入地壳的良好通道。此外,该地区还有两条主要的横向深断层。一是北西西走向的滴水泉—三个泉深断裂,它向南倾斜,具有逆断层性质,可能会破坏滴水泉—三个泉缝合带。另一条是近东西向的昌吉—玛纳斯深断裂,向南倾斜,主要发育在中下地壳,具有逆断层性质。这些深断裂对盆地构造发育具有一定的控制作用。准噶尔盆地西部的莫霍面基本连续地延伸到了天山的莫霍面,并且后者的莫霍面深度明显大于前者。但是,盆地东部的莫霍面与博格达山脉的莫霍面并不连续。前者以叠加关系延伸到后者之下,表明盆地东部的地壳向博格达山脉俯冲。这有助于解释天山东部构造活动相对减弱而博格达山脉向北推高的构造地貌现象。周边准噶尔盆地具有挤压盆地-山地构造耦合格局,尤其是南部边界东部博格达—准东盆地的山地-盆地构造耦合。现在将准噶尔盆地与吐哈盆地分开的博格达山脉是年轻的、仍在上升的山脉。博格达山的隆升是印支运动以来多次推覆造山运动的反映,其现貌是新近纪以来新构造运动的结果。准噶尔盆地盖层发育经历了3个阶段:与天山和松潘—甘孜造山带形成有关的二叠纪—三叠纪前陆盆地阶段,区域压缩较弱的侏罗纪—早始新世陆内坳陷阶段,以及新近纪晚期以来与天山抬升有关的活化前陆盆地阶段。     

A Simulation Study on the Characteristics of Cloud Microphysics of Heavy Rainfall in the Meiyu Front

A heavy rainfall in the Meiyu front during 4--5 July 2003 is simulated by use of the non-hydrostatic mesoscale model MM5 (V3--6) with different explicit cloud microphysical parameterization schemes. The characteristics of microphysical process of convective cloud are studied by the model outputs. The simulation study reveals that: (1) The mesoscale model MM5 with explicit cloud microphysical process is capable of simulating the instant heavy rainfall in the Meiyu front, the rainfall simulation could be improved significantly as the model resolution is increased, and the Goddard scheme is better than the Reisner or Schultz scheme. (2) The convective cloud in the Meiyu front has a comprehensive structure composed of solid, liquid and vapor phases of water, the mass density of water vapor is the largest one in the cloud; the next one is graupel, while those of ice, snow, rain water and the cloud water are almost same. The height at which mass density peaks for different hydrometeors is almost unchangeable during the heavy rainfall period. The mass density variation of rain water, ice, and graupel are consistent with that of ground precipitation, while that of water vapor in the low levels is 1--2 h earlier than the precipitation. (3) The main contribution to the water vapor budget in the atmosphere is the convergence of vapor flux through advection and convection, which provides the main vapor source of the rainfall. Besides the basic process of the auto-conversion of cloud water to rain water, there is an additional cloud microphysical process that is essential to the formation of instant heavy rainfall, the ice-phase crystals are transformed into graupels first and then the increased graupels mix with cloud water and accelerates the conversion of cloud water to rain water. The positive feedback mechanism between latent heat release and convection is the main cause to maintain and develop the heavy precipitation.